Moulage avec fausses pièces, moulage à la cire

1°. — Fausses pièces.

Nous supposons ci-dessus l'existence d'un modèle; c'est ordinairement le cas quand on désire plusieurs pièces identiques. Pour des pièces uniques ou volumineuses, ou encore pour des pièces dont l'irrégularité rend difficile le fractionnement du modèle ou du moule (fractionnement nécessaire pour qu'on puisse sortir le modèle du moule, dépouille), on construit une fausse pièce.

Expliquons le procédé sur un exemple simple.

Dans la fonderie des cloches de grandes dimensions, le creux de la cloche est fait en briques, puis recouvert de sable tassé; on réalise ainsi le noyau. On construit alors une fausse cloche en terre; pour cela on bat de la terre sur le noyau qu'on a recouvert de cendres pour éviter l'adhérence. Enfin, avec du sable tassé sur la fausse cloche, on réalise la chape, qui est la pièce extérieure du moule.

Tout ceci fait, on soulève la chape avec une grue, on gratte la fausse cloche; on remet la chape, on durcit le moule par cuisson à basse température, enfin on coule le métal dans le vide qui existe entre le noyau et la chape. Il est clair que la chape doit être assez résistante pour qu'on puisse la soulever sans qu'elle s'effondre.

Je décris dans l'Appendice III le coulage des canons en bronze.

2°. — Moulage a la cire.

Le moulage à la cire rentre dans le moulage avec fausse pièce ; la fausse pièce est ici une matière fusible.

Supposons avoir une statuette en cire, c'est-à-dire un corps très fusible (généralement un mélange de cire vierge, de suif et de résine). Tassons du sable autour ou moulons de la terre; nous obtenons ainsi un moule de la statuette que nous vidons en fondant la cire par un chauffage modéré. 11 ne reste plus qu'à couler dedans du métal pour avoir une reproduction en bronze de la cire originale. Dans ce cas, la statuette est pleine.

Il est clair que la (statuette en) cire est perdue; d'où le nom du procédé.

Cette méthode est inapplicable avec des pièces grandes qui, pleines, pèseraient trop. Faisons donc grossièrement notre statue avec de la terre à potier ou avec du plâtre. Fvidons-Ia en enlevant partout l'épaisseur que nous voulons donner au bronze. Recouvrons de cire; travaillons la cire pour donner à la statue son fini artistique. Le bloc de terre ou de plâtre servira de noyau.

Tassons du sable autour de la cire, nous obtenons le inouïe. Vidons-le en chauffant : il a fallu généralement laisser des trous

le sable tassé.

Soit, par exemple, à obtenir un cylindre. On construit une colonne verticale en maçonnerie autour de laquelle on trousse du sable de manière à réaliser un noyau ayant exactement la forme du creux. On construit de même la partie extérieure du moule. '

Pour mouler un volant, on bat du sable dans un châssis; on réalise ainsi une surface horizontale dans laquelle on creuse avec un trousseau une demi-jante. On creuse avec un gabarit la moitié du creux des bras. On répèle l'opération avec un autre châssis qu'on retourne et qu'on superpose au premier dans un azimut convenable. On a ménagé dans le sable du dernier les trous de coulée et les é vents- Il ne reste plus qu'à couler la fonte.

Pour mouler une roue d'engrenage, il suflit d'avoir un fragment du modèle, par exemple trois dents. L'opération consiste à mouler successivement les dents dans le sable en utilisant les creux déjà obtenus, pour guider le modèle. Parfois on bat le sable en bloc et on creuse la dent avec une sorte de machine à diviser.

2*. — Moulages spéciaux.

Quand on désire un grand nombre de pièces identiques, on construit un moule en métal; les noyaux sont également métalliques. 11 est clair que le métal du moule doit être moins fusible que celui de la pièce à mouler. La fonte de fer, dont le point de fusion va, suivant l'espèce, de 1 150 h 1250", peut servir à mouler les bronzes, laitons et zincs (Voir l'Appendice 11 pour l'obtention des balles de plomb).

On moule quelquefois dans des moules en métal [moulage en coquilles) pour réaliser une sorte de trempe [cylindres des laminoirs). L'épaisseur de la coquille doit être considérable pour que le refroidissement soit brusque.

14. Déformations à froid. Machines à cintrer, à rouler. i". — Passons en revue quelques changements de formes obtenus à froid.

MATIÈRES EMPLOYÉES POUR LA CONSTRVCTIOS DES ISSTRLitEXTS J5

Le principe de la méthode est simple. On exerce un effort de nature quelconque sur un corps solide : il se déforme. On admet que la déformation est temporaire et proportionnelle à l'effort (loi de Hooke), tant qu'elle est assez petite. Mais si l'on dépasse une certaine limite d'élasticité (très mal définie, à supposer qu'elle existe), la déformation cesse d'être temporaire en totalité; elle devient partiellement permanente. Je schématise considérablement; pour avoir jine description moins rudimentaire des phénomènes, le lecteur se reportera à ma Mécanique physique.

Consëquemment, pour obtenir une déformation permanente, il faut exercer sur le métal des efforts supérieurs à la limite d'élasticité relative à ces efforts. Si la pièce ne casse pas, elle se déforme.

Par exemple, dans la machine à cintrer, la barre (dont on veut faire un cercle de roue, par exemple) passe entre des cylindres C, , Ca , d'axes fixes et r, , r„ d'axes . réglables. Ces cylindres sont entraînés par un système de roues d'engrenages. La barre est peu à peu transformée en cercle de rayon de plus en plus petit (fig. 3).

La machine à rouler les tôles (pour ferblantiers, zingueurs) est construite sur le même principe : les cylindres sont plus longs; on déforme une tùle au lieu d'une barre.

-La figure 3 en bas représente une presse à redresser les axes, les arbres de petits diamètres (jusqu'à (S cm. par exemple).

Des presses analogues, mais plus grosses, servent pour les rails.

2*. — ÉCBOUISSAGE, MAXDHISAGE.

Une déformation entraine un changement d'état, un écrouissage. Parfois nuisible, l'écrouissage est parfois systématiquement utilisé.

Par exemple, quand on fabriquait les canons en bronze, on durcissait le métal, on reculait la limite d'élasticité par le mandrinage. L'opération consistait à forer l'Ame à un diamètre un peu plus petit que celui qu'on désirait, puis à l'amener à son diamètre définitif par le passage de troncônes en acier poussés par une presse hydraulique. Ou bien encore on comprimait dans l'âme un corps liquide. On l'agrandissait ainsi de 5 a 6 p. 100, en rendant plus résistant le métal du canon.

C'est une espèce d'écrouissage qu'on obtient par le fbrgeagt |H^ froid sur lequel nous reviendrons (§ 21). W?

.7°. — Si l'effort est insuffisant, la déformation est temporaire. flH* résulte de là que la déformation permanente consécutive à nMJJ' déformation est toujours plus petite que cette déformation, exemple, sur une tige cylindrique [mandrin); enroulons du fil spirale pour obtenir un ressort à boudin. Tout le monde sait qa'i ne faut pas lâcher le bout du fil sans précaution; il se déroule moment où on le lâche, et risque de blesser les doigts. Le rayon dtj cylindre géométrique sur lequel s'appliquent les spires libres, ertl notablement plus grand que le rayon du mandrin sur lequel on a' enroulé le fil, d'autant plus qu'au début le fil était plus élastique, moins recuit.

Pour obtenir un certain diamètre, il faudra donc choisir en conséquence le diamètre du mandrin.

L'explication du phénomène est simple, au moins quand on la schématise. La déformation se compose d'une déformation permanente, accompagnée d'un changement d'état, à laquelle se superpose.. la déformation temporaire maxinia qui convient au nouvel état. Ouand on abandonne la pièce déformée à elle-même, cette déformation temporaire disparait. La réaction de la pièce, quand on supprime l'effort nécessaire à la déformation, dépend donc de toutes les conditions de l'application de cet eifort. Par exemple, partons d'un fil d'acier toujours le même; enroulons-le sur le même cylindre: son déroulement dépend de la tension que nous exerçons pendant l'enroulement, ou môme de la torsion nécessaire pour produire l'application des spires les unes contre les autres. (Voir ma Méca* nique physique, § 455.)

4°. — Gomme exemple de déformation (à chaud ou à froid)^ voici comment on cintre des tubes de fer ou de cuivre.

On remplit le tube de sable siliceux parfaitement sec. On tasse le sable en secouant le tube et on bouche les extrémités. Si le tube est en fer, on porte au rouge la partie à cintrer et on le ploie, en ayant soin de refroidir avec un peu d'eau la convexité, de manière que le métal soit refoulé dans la concavité (et non aminci dans la convexité).

Pour le cuivre rouge, on peut cintrer à froid.

Pour le laiton, on opère sur le tube recuit et refroidi, qu'on remplit de sable ou de résine.